(57)【要約】【課題】  画像劣化が発生する可能性がある場合のみ、必要な時間だけ画像形成を待機させ、処理能力の低下を防止できる弾性体減速装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  モータ１の回転速度を弾性体を用いた減速装置２で減速し、減速装置２の回転速度を出力回転センサ６４で検出し、回転速度に含まれる回転変動成分をＨ．Ｐ．Ｆ７３で抽出し、電圧比較回路７２によって回転変動成分が所定の電圧以下になったかを判別し、所定の電圧以下になるまで画像書込み制御部８４による回転ドラムへの画像データの書込みを待機させる。【選択図】      図１
2007033488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体の摩擦接触によりモータの回転速度を減速する弾性体減速装置を有する画像形成装置であって、
前記弾性体減速装置で減速された回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段の検出出力に基づいて、前記弾性体の変形による回転変動を検出する回転変動検出手段と、
画像を形成するための画像形成手段と、
前記回転変動検出手段によって検出された回転変動が所定値以下になるまで前記画像形成手段による画像形成を待機させる待機制御手段とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記待機制御手段は、前記回転変動検出手段によって検出された回転変動に相当する電圧と、予め設定される電圧とを比較して、その差電圧が所定の電圧以下になるまで、前記画像形成手段による画像形成を待機させる電圧比較手段を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成手段は、
画像データを形成するための回転ドラムと、
前記回転ドラムに画像データを書込む画像書込み制御手段とを含み、
前記電圧比較手段は、前記差電圧が所定の電圧以下になるまで前記画像書込み制御手段による前記回転ドラムへの画像データの書込みを待機させる、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
さらに、予め定める時間を過ぎても前記回転変動検出手段によって検出された回転変動が所定値以下にならなかったことに応じて、前記弾性体減速装置の異常であることを判別する異常判別手段を含む、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は弾性体減速装置を用いた画像形成装置に関し、例えば、複写機などの感光体ドラムや転写ベルトなどを回転させるモータの回転速度を弾性体の摩擦接触で減速する弾性体減速装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置においては、モノクロで印刷する場合には、１色のドラムを回転させるだけであるため、ドラムの回転速度における多少の変動は許容されている。しかし、カラーで印刷する場合には、４色の色を回転ドラムに書込んで重ね合わせる必要がある。このために、各色のドラムを回転させるときに回転速度に変動があると色ずれや色むらを生じてしまう。このような色ずれや色むらを防止するために、感光体ドラムや転写ベルトなどを比較的低速度かつ高精度で回転するための回転駆動装置が必要となる。
【０００３】
図５はそのような従来の回転駆動装置を示す断面図である。この回転駆動装置は、特開２００２−１１５７５１号公報（特許文献１）に記載されているものである。図５において、回転駆動装置は、モータ１と、減速装置２と、速度検出機構３とを有している。減速装置２は回転むらを押えるために有利とされるトラクション方式（摩擦伝達方式）が用いられている。
【０００４】
モータ１の回転軸１４の先端は、太陽ローラ２０として作用し、複数の遊星ローラ２２に接触している。遊星ローラ２２は、ロッド２８によりキャリア２３に対して片持ち支持されている。遊星ローラ２２はゴムなどの弾性体３１を介してインタナルリング２１の内面に接触している。モータ１の回転により、回転軸１４が回転すると、その回転力が太陽ローラ２０，遊星ローラ２２およびインタナルリング２１のそれぞれの外径，内径によって決まる減速比によって減速され、キャリア２３および出力軸２４を介して出力される。
【０００５】
コントローラ４には速度検出機構３からの出力が入力され、コントローラ４からの制御信号に従ってドライブ装置５によりモータ１の回転速度が制御される。コントローラ４は、減速装置２に用いられている遊星ローラ２２が弾性体３１を介してインタナルリング２１に接触しているので、弾性体３１の影響でフィードバック制御ループに発生する遅れ要素により制御不能にならないように制御する必要がある。
【０００６】
このために、コントローラ４には、特開２００２−１７１７７９号公報（特許文献２）に記載されているようなフィードバック制御が用いられている。すなわち、減速装置２の出力回転速度を検出して目標速度との差分値を求め、その差分値に基づいてモータ１に速度指令信号を与え、モータ１の回転速度を直接的に制御して遅れ要因を抑えている。
【０００７】
減速装置２は、弾性体３１の摩擦力を利用しているために別の問題も発生する。摩擦力で減速を行うためには、弾性体３１と遊星ローラ２２とに圧力をかけておかなければならず、圧力が加わっている部分の弾性体３１は当然変形している。減速装置２を駆動している場合など、遊星ローラ２２の円周方向に順に圧力が加わり続けば、弾性体３１の一部のみ変形することはなく、連続的に変形して復元して行くので、特許文献２に記載されている変形による遅れ要因を抑える制御を行うことにより、特に問題は起こらない。
【０００８】
しかし、一度減速装置２を止めてしまうと、弾性体３１の一部のみに圧力が掛かり続け、その部分のみ変形が発生する。また、この弾性体３１に圧力が掛かっている時間が短い場合は、復元するまでの時間が短く、圧力が掛かっている時間が長いほど復元するまでの時間が長くなる。よって、減速装置２を一度停止してその後再駆動をした場合、変形部分の形状が元通りの形状に戻るまでの間、変形した部分で駆動を伝達するたびに速度変動が発生する。構成によっては、停止時の位置関係に戻ってくるたびに速度変動が発生する。
【０００９】
通常、この停止時に発生する弾性体３１の一部の変形による回転変動時間は、フィードバック制御の応答周波数よりもはるかに小さい。このために、特許文献２に記載されているフィードバック制御システムを用いて、停止時に発生する弾性体３１の一部の変形を検知し、フィードバック制御を行うように処理してしまうと、連続駆動中のフィードバック制御時には、過制御となってしまう。よって、停止時に発生する弾性体３１の一部の変形により、フィードバック制御を行うことができない。
【００１０】
画像形成装置の感光体ドラムや転写ベルトなどの駆動に用いられている減速装置２において、画像生成中に回転変動が発生すると、生成される画像が回転変動により致命的な影響を与えてしまう。例えば、カラー機においては、色ずれなどが速度変動箇所に発生することになる。
【特許文献１】特開２００２−１１５７５１号公報（段落番号００４４〜００５１、図１）
【特許文献２】特開２００２−１７１７７９号公報（段落番号００４５、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、弾性体３１を使用する減速装置２を用いた駆動装置で、一度駆動を停止した後に再駆動すると、弾性体３１の変形が発生し、回転変動が起こるという問題を避けて通れず、通常のフィードバック制御という手段ではなくすことができない。また、画像生成中に回転変動が発生すると、画像劣化の原因になるため、画像生成中の回転変動は避けなければならない。
【００１２】
弾性体３１の変形は、弾性変形の範囲内であれば、変形する要因を取り除き、時間が立てば元の形状に復帰する。したがって、再駆動後元の形状に復帰するまで、待てば回転変動がなくなる。よって、減速装置２の停止時間が長く、弾性体３１の変形の可能性がある場合は、回転開始後この弾性体３１の変形が復帰するまでの時間だけ待機することにより、画像生成中の回転変動を避けることができる。
【００１３】
この変形部分の復帰時間は、使用している弾性体３１の種類や弾性体３１に掛かる圧力，温度，湿度などの条件により変わることが考えられ、実際の待機時間を決定するためには、減速装置２の個々のばらつきや使用環境などを全て考慮しなければならない。ただし、減速装置２の個体差や使用環境によっては、上記決定した待機時間を待たなくても弾性体３１の変形が復帰し、回転変動が収まる可能性がある。この場合、その余分な時間分だけ画像形成の処理能力が落ちることになる。
【００１４】
そこで、この発明の目的は、画像劣化が発生する可能性がある場合のみ、必要な時間だけ画像形成を待機させ、処理能力の低下を防止できる弾性体減速装置を用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、弾性体によりモータの回転速度を減速する弾性体減速装置を有する画像形成装置であって、弾性体減速装置で減速された回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段の検出出力に基づいて、弾性体の変形による回転変動を検出する回転変動検出手段と、画像を形成するための画像形成手段と、回転変動検出手段によって検出された回転変動が所定値以下になるまで画像形成手段による画像形成を待機させる待機制御手段とを備える。
【００１６】
具体的には、待機制御手段は、回転変動検出手段によって検出された回転変動に相当する電圧と、予め設定される電圧とを比較して、その差電圧が所定の電圧以下になるまで、画像形成手段による画像形成を待機させる電圧比較手段を含む。
【００１７】
より好ましくは、画像形成手段は、画像データを記憶する記憶手段と、記憶手段に画像データを書込む画像書込み制御手段とを含み、電圧比較手段は、差電圧が所定の電圧以下になるまで画像書込み制御手段による記憶手段への画像データの書込みを待機させる。
【００１８】
さらに、予め定める時間を過ぎても回転変動検出手段によって検出された回転変動が所定値以下にならなかったことに応じて、弾性体減速装置の異常であることを判別する異常判別手段を含む。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、弾性体減速装置で減速された回転速度を検出し、その検出出力に基づいて弾性体の変形による回転変動を検出し、検出された回転変動が所定値以下になるまで画像形成手段による画像形成を待機すればよいので、回転変動が完全になくなるまで待つ必要がなく、待機状態を長くする必要性がなくなり、画像形成の処理能力の低下を防止できる。
【００２０】
すなわち、弾性体の変形が小さければ、回転開始後復帰するまでの短い時間だけ待機すればよく画像処理の効率を低下させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１はこの発明の一実施形態における弾性体減速装置を用いた画像形成装置を示すブロック図である。
【００２２】
画像形成装置１０は、システム制御用ＣＰＵ５０と、操作部５１と、回転制御部６０と、待機時間判定部７０と、画像生成部８０と、回転ドラムとを含む。システム制御用ＣＰＵ５０は画像形成装置１０の全体の制御を行うものである。システム制御用ＣＰＵ５０には操作部５１が接続されており、図示しないコピーキーを操作することでコピー動作が開始される。
【００２３】
回転制御部６０は、モータ１を目標速度で回転するように制御するためのものであり、システム制御用ＣＰＵ５０から目標速度に対応した周波数の電圧信号が位相（周波数）比較回路６２に与えられる。位相(周波数）比較回路６２は、目標速度に対応した周波数の電圧信号と、Ｌ．Ｐ．Ｆ（ロー．パス．フィルタ）６６の出力である、図５に示した減速装置２の出力回転数に対応する電圧信号との位相（周波数）を比較し、その出力信号をモータ速度制御部６３に与える。
【００２４】
モータ速度制御部６３は、位相（周波数）比較回路６２の出力に基づいて、モータ１の出力速度を制御する。モータ１の回転力は図５で説明したように減速装置２に伝達され、その出力回転速度が回転速度検出手段としての出力回転センサ６４で検出され、検出された出力回転速度が回転／電圧変換回路６５に与えられて電圧信号に変換される。
【００２５】
変換された電圧信号は、Ｌ．Ｐ．Ｆ６６に与えられ、その電圧信号に含まれている高い周波数成分が除去される。この高い周波数成分は、減速装置２の停止により発生した弾性体３１の変形がモータ１の再駆動時に元の形状に復帰するために生じる回転変動である。なお、位相（周波数）比較回路６２と、回転／電圧変換回路６５と、Ｌ．Ｐ．Ｆ６６はフィードバック制御回路を構成しているが、フィードフォワード制御回路を用いてもよい。
【００２６】
また、減速装置２の停止により発生した弾性体３１の変形による回転変動の高い周波数成分は、待機時間判定部７０に含まれている回転変動検出手段としてのＨ．Ｐ．Ｆ（ハイ．パス．フィルタ）７３によって抽出され、待機制御手段としての電圧比較回路７２に与えられる。目標電圧設定回路７１には、システム制御用ＣＰＵ５０により回転変動を生じていないと判断できるに相当する目標電圧が設定されており、この目標電圧とＨ．Ｐ．Ｆ７３によって抽出された高い周波数成分の電圧とが電圧比較回路７２によって比較される。
【００２７】
画像生成部８０は、画像読取り制御部８１と、画像処理回路８２と、画像遅延メモリ８３と、画像書込み制御部８４とを含む。画像読取り制御部８１はＣＣＤなどの読取素子で原稿を読取り、読取った画像信号を画像処理回路８２に与える。画像遅延メモリ８３は画像信号を遅延させて画像書込み制御手段としての画像書込み制御部８４に与える。
【００２８】
画像書込み制御部８４は、電圧比較回路７２から与えられる書込みタイミング信号に基づいて、図示しない回転ドラムに画像データを書込む。回転ドラムに書込まれた画像データは、図示しない印刷部によって印刷処理される。画像書込み制御部８４と、回転ドラムは、画像形成手段を構成している。
【００２９】
図２はこの発明の一実施形態における弾性体減速装置を用いた画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３０】
操作部５１のコピーボタンを操作すると、図２に示すステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、システム制御用ＣＰＵ５０はコピーの開始であることを判別する。ステップＳＰ２において、システム制御用ＣＰＵ５０が目標速度設定回路６１に目標速度を設定すると、対応する電圧が位相（周波数）比較回路６２に与えられる。モータ速度制御部６３は、位相（周波数）比較回路６２から与えられる電圧に基づいて、モータ１の駆動を開始する。
【００３１】
モータ１の回転数は減速装置２により減速され、ステップＳＰ３において、出力回転センサ６４により出力回転速度が検知される。出力回転センサ６４の出力の回転速度は、回転／電圧変換回路６５により電圧に変換され、Ｌ．Ｐ．Ｆ６６を介して位相（周波数）比較回路６２に与えられる。位相（周波数）比較回路６２は、この電圧と、目標速度設定回路６１で設定される電圧とを比較し、目標速度でモータ１が回転するようにフィードバック制御する。
【００３２】
図３は出力回転センサで検出された回転速度に回転変動に伴う高い周波数成分が含まれていることを示す図である。
【００３３】
減速装置２が停止すると、弾性体３１に変形が生じる。このため、減速装置２を再駆動すると、弾性体３１の変形が直ちに解消しないので速度変動が生じ、出力回転センサ６４の出力には、図３に示すように速度変動に伴う高い周波数成分が含まれる。回転制御部６０では、Ｌ．Ｐ．Ｆ６６により高い周波数成分が除去されるので、速度変動に影響されることなくモータ１のフィードバック制御を行う。
【００３４】
一方、待機時間判定部７０は、Ｈ．Ｐ．Ｆ７３が回転変動に伴う高い周波数成分を抽出する。電圧比較回路７２は、ステップＳＰ４において、目標電圧設定回路７１に設定されている回転変動を生じていないと判断できるに相当する目標電圧と、Ｈ．Ｐ．Ｆ７３で抽出された速度変動に伴う高い周波数成分に基づく電圧とを比較し、速度変動がカラー画像の色ずれが肉眼で認識できなくなるレベルである約２％から３％程度の変動値以下になったか否かを判別する。電圧比較回路７２は、速度変動が一定値以下になるまで、目標電圧と高い周波数成分に基づく電圧とを比較し続ける。
【００３５】
画像生成部８０は、画像読取り制御部８１が画像を読取り、画像処理回路８２は読取った画像信号の処理を行い、画像遅延メモリ８３で遅延させた後、画像書込み制御部８４に与える。画像書込み制御部８４は、電圧比較回路７２から与えられる書込みタイミング信号に基づいて、回転ドラムへ画像データの書込みを行うが、前述の速度変動が一定値以下になるまで書込みタイミング信号は出力されないので、回転ドラムへの書込みが停止され、画像生成が待機される。
【００３６】
電圧比較回路７２は、ステップＳＰ４において、速度変動が一定値以下になったことを判別すると、書込みタイミング信号を出力する。画像書込み制御部８４は、ステップＳＰ５において、書込みタイミング信号に基づいて回転ドラムへの画像データの書込みを開始して画像を形成する。そして、ステップＳＰ６において、印刷部により印刷処理を行って、一連の処理を終了する。
【００３７】
上述のごとく、この実施形態によれば、減速装置２の回転速度に含まれる速度変動を検出し、その速度変動が一定値になるまで画像データの回転ドラムへの書込みを待機させるようにしたので、生成される画像が回転変動により致命的な影響を与えてしまうのを阻止でき、例えば、カラー機においては、色ずれなどが速度変動箇所に発生するのを防止できる。
【００３８】
そして、速度変動が一定値以下になれば、画像データの回転ドラムへの書込みを行うことで、弾性体の変形が小さければ、回転開始後復帰するまでの短い時間だけ待機すればよいので、画像処理の効率を低下させることがない。
【００３９】
また、使用している弾性体の種類や弾性体に掛かる圧力，温度，湿度などの条件により、回転開始後に弾性体の変形が復帰するまでの時間が変わることが考えられるが、この実施形態では、弾性体の変形状態が元の状態になるまでの時間を設定するのではなく、速度変動が一定値以下になれば画像形成を開始することができるので、余分な待ち時間がなくなる。
【００４０】
さらに、この実施形態では、速度変動値が一定値以上になれば画像形成を待機状態にするので、長年の使用により弾性体が変形して速度変動値が大きくなった場合にも、画像形成を待機状態にすることができる。
【００４１】
図４はこの発明の他の実施形態における弾性体減速装置を用いた画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。この例は、減速装置２が異常動作しているとき、それを検出できるようにしたものである。図４において、ステップＳＰ１〜ＳＰ６の各処理は図３と同じであり、ステップＳＰ７，ＳＰ８の処理が新たに追加されている。
【００４２】
図２の説明と同様にして、ステップＳＰ４において、速度変動が一定値以下でないことを判別すれば、ステップＳＰ７において、減速装置２が一定時間以上回転しているか否かを判別する。この判別は、出力回転センサ６４の検出出力と、電圧比較回路７２の出力とをシステム制御用ＣＰＵ５０に与えることで判別できる。
【００４３】
減速装置２が一定時間以上回転していなければステップＳＰ３に戻り、以下図２と同様の処理を行い、一定時間以上回転していれば、ステップＳＰ８において、減速装置２の異常処理を行う。異常処理としては、モータ１を停止したり、画像書込み制御部８４による回転ドラムへの書込みを禁止することなどが考えられる。
【００４４】
上述のごとく、この実施形態によれば、図２で説明した実施形態と同様にして、減速装置２の速度変動が一定値になるまで画像生成を停止するばかりでなく、速度変動が一定値以下になるのに長時間要する場合は、減速装置２が異常であると判別できるので、装置を停止させることなどにより、画像形成装置１０の保護を図ることができる。
【００４５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の一実施形態における弾性体減速装置を用いた画像形成装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態における弾性体減速装置を用いた画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】検出された回転速度に回転変動に伴う高い周波数成分が含まれていることを示す図である。
【図４】この発明の他の実施形態における弾性体減速装置を用いた画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】従来の回転駆動装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  モータ、２  減速装置、５０  システム制御用ＣＰＵ、５１  操作部、６０  回転制御部、６１  目標速度設定回路、６２  位相（周波数）比較回路、６３  モータ速度制御部、６４  出力回転センサ、６５  回転／電圧変換回路、６６  Ｌ．Ｐ．Ｆ、７０  待機時間判定部、７１  目標電圧設定回路、７２  電圧比較回路、７３  Ｈ．Ｐ．Ｆ、８０  画像生成部、８１  画像読取り制御部、８２  画像処理回路、８３  画像遅延メモリ、８４  画像書込み制御部。
【図１】
2007033488.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007033488.tif 000006
【図５】
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